ATMega2560/Arduino连续ADC采样后复位控制标志analogRead读数异常

问题根源 #

你在连续采样代码中修改了ADC的核心配置，停止采样时直接将寄存器置0的操作，并没有恢复Arduino analogRead() 函数依赖的默认配置，这是读数异常的核心原因，具体涉及三处关键配置错误：

• 参考电压配置错误：analogRead() 默认使用AVCC作为参考电压，对应ADMUX寄存器的REFS0位置1。你在stopADCAcquire函数中将ADMUX置0，导致REFS0变为0，ADC参考源切换为外部AREF引脚，若该引脚无外接参考电压，读数必然出现大幅偏差。
• ADC时钟配置错误：analogRead() 默认使用128分频的ADC时钟（16MHz主频下对应125kHz采样时钟，符合ADC精度要求），你将ADCSRA置0后ADPS分频位全为0，对应2分频的过高ADC时钟，会导致采样精度严重下降。
• ADC外设被关闭：你将ADCSRA置0的同时关闭了ADC使能位ADEN，analogRead()首次唤醒ADC时采样保持电容未完成充电，也会导致首次读数不准。

解决方法 #

修改stopADCAcquire函数，不要直接清空寄存器，而是主动恢复analogRead需要的默认配置：

void stopADCAcquire(){
  Serial.println("");
  Serial.println("Stop ADC Acquire");
  cli();//关闭中断
  
  // 清零控制寄存器
  ADCSRA = 0;
  ADCSRB = 0;
  // 恢复默认配置：参考电压为AVCC、右对齐、通道默认值
  ADMUX = _BV(REFS0);
  // 恢复默认时钟配置：使能ADC、设置128分频
  ADCSRA = _BV(ADEN) | _BV(ADPS2) | _BV(ADPS1) | _BV(ADPS0);

  sei();//开启中断 

  // 额外加一次空读，稳定采样电容
  analogRead(A2);
}

如果修改后仍有轻微偏差，可在连续采样结束后连续读取2次目标引脚，丢弃第一次读数即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者paulp